הרובוטים הזעירים שיבנו את מטוסי העתיד

This post is also available in: English (אנגלית)

סוג חדש של רובוטים, הנקראים רובוטים יחסיים, עשויים להביא למהפכה בייצור מערכות גדולות, ממטוסים וגשרים ועד לבניינים שלמים. כיום, מטוסים מסחריים מיוצרים בחלקים נפרדים ולעיתים קרובות באתרים שונים, כאשר הכנפיים מיוצרות במפעל אחד, גוף המטוס והזנב במפעלים אחרים, ואז הם מוטסים באמצעות מטוסי מטען גדולים למפעל מרכזי לצורך ההרכבה הסופית. 

אבל מה יקרה אם ירכיבו את כל המטוס מתוך מערך שלם של יחידות זהות קטנות, שיורכבו יחד על ידי צבא של רובוטים זעירים? 

זהו חזונו של בנג'מין ג'נט, סטודנט ממרכז CBA לבייטים ואטומים באוניברסיטת MIT, בעבודת הדוקטורט שלו עם פרופ' ניל גרשנפלד. 

גרסאות אבטיפוס של הרובוטים המכונים BILL-E יכולות להרכיב מבנים קטנים ואף לעבוד יחד כצוות על בניית מבנים גדולים יותר.

ארון בקר, מרצה להנדסת חשמל ומחשבים באוניברסיטת יוסטון, שאינו קשור למחקר, טוען כי הפרויקט משלב "תכנון מכני מהמדרגה הראשונה עם הדגמות מפתיעות, חומרה רובוטית חדשה ומערך סימולציה הכולל למעלה מ-100,000 חלקים".

ההבדל העיקרי בין הרובוטים מהסוג החדש לאלה הקיימים נעוץ במערכת היחסים בין המכשיר הרובוטי לחומרים בהם הוא מטפל. עם הרובוטים האלה, "לא ניתן להפריד את הרובוט מהמבנה – הם עובדים יחד כמערכת", מסביר בקר. לדוגמא, בעוד שרוב הרובוטים הניידים דורשים מערכות ניווט מדויקות מאוד כדי לעקוב אחר מיקומם, הרי שרובוטי ההרכבה החדשים צריכים רק לעקוב אחרי מיקומם ביחס לתת-היחידות הקטנות, המכונות voxels (כמו פיקסלים על מסך), עליהן הם עובדים. כל פעם שהרובוט עובר לווקסל הבא הוא מתאים את חוש המיקום, תמיד ביחס לרכיבים מולם הוא פועל ברגע נתון.

לפי news.mit.edu, החזון הוא שכמעט כל עצם פיזי יוכל להיווצר מחדש כמערך של חלקים תלת-מימדיים קטנים יותר, הווקסלים.

החוקרים הראו כי ניתן לסדר רכיבים פשוטים אלה לצורך פיזור משקל מטען באופן יעיל, הם עשויים במידה רבה מחלל פתוח כך שהמשקל הכולל של המבנה מינימלי. היחידות ניתנות להרמה והצבה אחת ליד השניה באמצעות הרובוטים המרכיבים, ואז לקבל הידוק יחד באמצעות מערכות שמובנות בתוך כל ווקסל.

הרובוטים עצמם דומים לזרוע קטנה עם שני חלקים ארוכים שתלויים באמצע, עם מכשירים המאפשרים לתפוס את מבני הווקסל בכל צד. המכשירים הפשוטים נעים בשטח כמו תולעים קטנות, מתקדמים לאורך שורה של ווקסלים על ידי פתיחה וסגירה מתמדת של גופם, העשוי בצורת V, שנועד לאפשר תנועה.

אחד היתרונות של טכנולוגיית הרכבה כזו הוא שניתן לבצע תיקונים ו תחזוקה בקלות על ידי אותו תהליך רובוטי שבו השתמשו בהרכבה הראשונית. ניתן להסיר חלקים פגומים מהמבנה ולהחליפם בחדשים, וכך ליצור מבנה עמיד בדיוק כמו המקורי.

"לדוגמא, בתחנת חלל או במגורים על הירח, הרובוטים האלה יוכלו לחיות על גבי המבנה ולתחזק ולתקן אותו באופן מתמיד", מסביר ג'נט.

המחקר החדש מופיע בגליון אוקטובר של IEEE Robotics and Automation Letters.